舊繩帶新繩在提升繩更換中的應用

唐懷勇

（中煤礦山建設集團機電安裝工程處， 安徽宿州 234001）

舊繩帶新繩在提升繩更換中的應用

唐懷勇

（中煤礦山建設集團機電安裝工程處， 安徽宿州 234001）

近幾年來，隨著煤礦的產(chǎn)量逐漸增加，提升繩的直徑也逐漸增大；另外，在更換首繩時，礦方給定工期較緊，一般在礦井大修時進行，再加上作業(yè)時間長，動用人員多，勞動強度大，作業(yè)環(huán)境差，作業(yè)難度大；研究一種經(jīng)濟實用、簡便快捷、安全高效的換繩方法，是一項關系煤礦安全生產(chǎn)工作的迫切任務；介紹舊繩帶新繩在皖北煤電集團錢營孜煤礦副井多繩摩擦式提升機中的應用。

多繩摩擦式提升機； 提升繩； 更換； 施工準備； 施工工序

1 引言

多繩摩擦式提升機借助首繩與滾筒襯墊之間的摩擦力實現(xiàn)提升和下放重物的功能。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第403條規(guī)定：立井多繩落地摩擦式提升機提升鋼絲繩使用的使用年限不應超過2a。當有一根首繩損壞而需要更換時，必須同時更換所有首繩，以保持各首繩具有相同工作條件。所以，提升鋼絲繩的更換是礦山提升維護工作中一項常見而十分重要的工作任務。近幾年來，隨著煤礦的產(chǎn)量逐漸增加，提升繩的直徑也逐漸增大，另外，在更換首繩時，礦方給定工期較緊，一般在礦井大修時進行，再加上作業(yè)時間長，動用人員多，勞動強度大，作業(yè)環(huán)境差，作業(yè)難度大。因此研究一種經(jīng)濟實用、簡便快捷、安全高效的換繩方法，是一項關系煤礦安全生產(chǎn)工作的迫切任務。本文介紹皖北煤電集團錢營孜煤礦副井多繩摩擦式提升機快速換繩法。

2 工程概況

錢營孜煤礦為年產(chǎn)180萬t的大型礦井。其副井提升系統(tǒng)采用JKMD—4×4（Ⅲ）型多繩摩擦式提升絞車，鋼性罐道，雙層雙車寬窄罐各一只，其主提鋼絲繩已達到使用年限，為達到安全生產(chǎn)，須對其進行更換。主要設計技術參數(shù)如下：

絞車型號：JKMD—4×4（Ⅲ）；

鋼絲繩型號：6×28TS－40－1770－左右捻各二根。

3 施工前期準備

3.1 施工機具、索具的準備

利用副井井口南側兩臺永久穩(wěn)車基礎位置布置兩臺JZ16/1000穩(wěn)車，用于提升罐籠，穩(wěn)車上各纏6×37－1770－Φ28鋼絲繩1根，并準備4只H50×3D滑車配成2套滑輪組，用于罐籠提升，其導向滑車采用H20× 1D3只；同時在靠近穩(wěn)車位置（穩(wěn)車前方）再布置兩臺25kW JD1.6調(diào)度絞車用于新、舊繩的牽引及工器具的起吊。牽引繩采用兩根6×19－Φ15.5鋼絲繩，長度約為260m。小絞車生根用鋼絲繩卡固在后面穩(wěn)車底盤上。另需準備長板卡50副、Φ40鋼絲繩夾260副，用于新、舊鋼絲繩卡接。

3.2 蹬新繩

根據(jù)副井井口現(xiàn)場條件，利用吊車將新繩分別蹬到絞車房東側和井口房西側位置中間，其相鄰之間的捻向相反，并與原舊繩相同，全部采用下出繩。利用鋼管Φ89×10作為導向，兩頭分別安裝滾動軸承作為傳動裝置。

3.3 穩(wěn)車及小絞車布置

在井口房南側的礦永久基礎上布置兩臺JZ16/1000穩(wěn)車，并且在穩(wěn)車前方分別布置兩臺25kW JD1.6調(diào)度小絞車。

3.4 確定支架的位置

在下天輪北側保護欄處焊接一支撐架，中間用Φ60×10鋼管連接，鋼管外套上橡膠管以保護鋼絲繩，支架的高度大于鋼絲繩與天輪接觸點的位置，且不能與天輪相碰，如圖1、圖2所示。

圖1 換繩系統(tǒng)圖

圖2 支撐架導向裝置放大圖

4 施工工序

根據(jù)施工現(xiàn)場情況及準備條件，本次換繩采用舊繩帶新繩的方法來完成。各工序盡可能平行交叉作業(yè)，以提高工作效率。其具體步驟如下：

4.1 索具、滑輪組的懸掛

利用窄罐把兩組H50×3D滑輪組分別懸掛在窄罐東西兩側套架梁上。此步驟可以利用正常檢修時間來完成。根據(jù)現(xiàn)場條件只能掛設鋼絲繩套，手拉葫蘆和滑輪組掛設后會影響其副井正常生產(chǎn)。

4.2 卡繩下放

讓窄罐停在上井口檢修位置，用Φ19長棕繩把1＃調(diào)度絞車鋼絲繩從上井口經(jīng)過下天輪帶至地面，把新繩頭和其用倒扣的方式，用細鐵絲搭接在一起卡接固定，再用破雨衣將其鋼絲繩繩頭包?。ㄒ员阌谄淅K頭過天輪繩槽），并使新繩依次通過各天輪繩槽，由小絞車牽引經(jīng)下天輪至上井口，并且讓四根新繩按其捻向排列在下天輪繩槽內(nèi)，并將其四根新繩與窄罐連接牢固，其具體方法如下：

新繩每根留出7～8m放在窄罐內(nèi)，新繩和舊繩用Φ40的鋼絲繩夾卡接并卡死，每根繩卡15副鋼絲繩夾，鋼絲繩夾間距300 mm。

在下天輪平臺用兩根槽鋼對靠在一起，兩頭用螺栓緊固。新舊鋼絲繩在兩槽鋼之間。在槽鋼上每根新繩卡一付板卡，板卡之間墊上尼龍襯墊，板卡螺栓調(diào)整到一定程度，以下放繩時新繩不自動下落為宜，同時在井口位置搭設兩層平臺。

緩慢開動絞車，讓窄罐以檢修速度0.5 m/s下放，同時下放新繩，新繩繩滾處應加設剎車措施。在下放過程中新繩和舊繩固定在一起，新繩跟著舊繩一同下放。在井口位置卡長板卡、上層平臺卡鋼絲繩夾，將新、舊鋼絲繩用鋼絲繩夾固定在一起，每隔5m距離用鋼絲繩夾將新、舊鋼絲繩卡接固定，每15m距離卡一副長板卡，將四根鋼絲繩同時固定并卡牢靠，直至窄罐下放至下井口位置，卡繩完畢。

4.3 蹬罐

寬罐上至上井口后停車，在井口套架頂部用兩根I40a工字鋼橫放在大梁上，再用兩I40a工字鋼橫放在兩I40a工字鋼上且背靠背卡住鋼絲繩，將I40a工字鋼兩端用穿心螺栓固定好。并用四只快速鎖繩器放置到兩工字鋼上且鎖住窄罐舊繩，在快速鎖繩器上面各卡一副小板卡，使窄罐固定。然后啟動穩(wěn)車，利用滑輪組向上提寬罐。讓寬罐懸掛裝置松馳，并使其懸掛裝置到達二層平臺位置時停止起吊。

4.4 拆舊繩換新繩

把多繩摩擦式提升機的盤形閘全部打開，使?jié)L筒兩側的鋼絲繩自由受力，在滾筒下部把舊繩割斷。割繩前，留住鋼絲繩頭，防止鋼絲繩突然脫落。由于本次更換鋼絲繩時，需更換其所有的懸掛裝置，這樣就不需要拆除楔形環(huán)和抽出舊繩頭，直接將其鋼絲繩從懸掛裝置上口割掉，并利用2＃調(diào)度絞車從天輪處洞口向下依次吊離抽去聯(lián)接銷的懸掛裝置。

舊繩全部抽出后，倒出繩滾上的新繩，用1＃調(diào)度絞車牽引，使新繩從車房下繩孔入滾筒，過滾筒及上天輪后至寬罐，量好尺寸，割去余繩，再分別用1t手拉葫蘆將四根新提升鋼絲繩在懸掛裝置上口位置向下帶勁，把新繩頭穿過新的懸掛裝置的楔形環(huán)后鎖緊固定，再將新的懸掛裝置與寬罐進行連接。

4.5 收舊繩

寬罐首繩連接好后，松穩(wěn)車使寬罐呈自由狀態(tài)，開動絞車，慢慢下放寬罐至鎖繩器位置，利用內(nèi)齒輪將快速鎖繩器及工字鋼挪至寬罐位置的大板梁上，以備窄罐上到上井口時再將寬罐鎖住。然后把在多繩摩擦式提升機滾筒下部割斷的舊繩拿出并纏在繩滾上（或先臨時盤在地面上，待工程施工完畢后再一并回收）。并在松罐前把舊繩從下天輪輪槽中拿出，讓新繩進入繩槽。開動絞車、下放寬罐，提升窄罐，使新繩帶舊繩上提，上提過程中拆除繩卡，在蹬繩處收回舊繩（或將舊鋼絲繩臨時盤在地上，等工程完工后再進行回收）?；厥张f繩時一定要注意在下天輪平臺下層位置利用一鋼管擱置四根新繩與舊繩中間，將新舊四根鋼絲繩分開，且要固定牢靠，以利用其在上提窄罐收舊繩時破鋼絲繩繩勁用。舊鋼絲繩繩頭需有留繩，防止天輪至罐籠段舊鋼絲繩突然下落。

4.6 窄罐鎖繩

待窄罐上至上井口后停車，把兩組滑輪組掛在窄罐上，同時井口套架上平面用上述工字鋼和鎖繩器把寬罐固定。然后開動兩臺穩(wěn)車上提窄罐，拆除鋼絲繩夾，松開新繩，把舊繩從楔形環(huán)上方割除，并利用1＃調(diào)度絞車將舊繩后留從下天輪上抽出纏到繩滾上。再將舊的懸掛裝置拆除，利用小絞車打到地面，根據(jù)測量確定罐籠調(diào)整位置，把新繩穿進新的楔形環(huán)鎖緊固定，繩頭留1.5m左右，再將新的懸掛裝置與罐籠連接一體。松下并拆除滑輪組及鋼絲繩套，使罐籠處于自由狀態(tài)（此操作步驟同上第4條）。再將寬罐上提，拆除上井口工字鋼及鎖繩器。

4.7 試車

新繩掛好后，即可分別給兩側罐籠油缸打壓，將井口周圍清理干凈，開動絞車，先空載試運轉，再進行重載運轉。

5 強度校核

5.1 鎖繩工字鋼選用

本次施工蹬鎖繩器的工字鋼選用兩根I40a，其Wx＝1 090cm3，［σ］＝1 550kg/cm2；罐籠及4根提升繩（含懸掛裝置）總重Q＝38.5T，共四個支點受力，則每個支點受力9 625kg；鋼梁受力支點間距300mm（繩間距），M＝9 625×30＝288 750kg·cm；［σ］＝M/WX＝288 750/1 090＝265kg/cm2＜［σ］＝1 550kg/cm2故強度足夠。

5.2 提升鋼絲繩、滑車的選用

此次罐籠提升選用6×37－1770－Φ28鋼絲繩，查表得破斷拉力P＝50.05t，滑輪組效率為0.87罐籠及尾繩繩（含懸掛裝置）總重Q＝38.5t，選用H50×3D滑車，故跑頭拉力S＝Q/ng＝38.5/6×0.87＝7.38 t；安全系數(shù)n＝50.05/7.38＝6.8＞5，故提升鋼絲繩安全可靠。因荷載總重38.5 t，因此選用50 t滑車強度足夠。跑頭力為7.38 t，則跑頭滑車選用20 t，強度足夠。

5.3 鋼絲繩夾選用

此次施工采用舊繩帶新繩方式，在罐籠上方新舊繩連接處，每根繩采用15副Φ40的鋼絲繩夾，共4根繩，60副鋼絲繩夾。繩夾使用數(shù)量的計算：根據(jù)《起重吊裝技術手冊》，n＝T/2Nf2。

式中：T為鋼絲繩上所受的力；N為栓緊繩夾的螺帽時，螺栓上所受的力（可根據(jù)螺栓直徑，查表得出）；f2為鋼絲繩在繩夾夾箍上的摩擦系數(shù)（取0.2）；此次施工每根鋼絲繩受力T＝38.5/4＝9.625 t；Φ40的鋼絲繩夾，螺栓直徑25 mm，查表得N＝4600 kg；所以：n＝T/2Nf2＝9 625/2×4 600 ×0.2＝5.23，即6個。

為安全起見，按2根繩受力計算，則：

n＝T/2Nf2＝（38 500÷2）/2×4 600 ×0.2＝10.46，即11個。因此，每根繩選用15副鋼絲繩夾，強度足夠。

多繩摩擦式提升機提升繩更換工作量及難度較大，因為牽扯到安全、施工提前準備工作、以及現(xiàn)場施工的協(xié)調(diào)等。該方法簡化了工序、節(jié)省了準備時間，加快了換繩進度，縮短了占用井口時間。該方法已經(jīng)成功在錢營孜礦副井提升繩更換中得到了應用實踐，效果較為良好。

［1］ 本書編委會.煤礦安全規(guī)程，北京：煤礦工業(yè)出版社，2011.

［2］ 胡志廉.運行礦井提升繩的更換方法［J］.煤礦現(xiàn)代化，2005，（4）：66－67.

［3］ 葉大干，闕勝利，崔建井，等.立井提升繩更換施工技術［J］.煤炭科技，2006，（2）：17－18.

［4］ 祁雪來.多繩摩擦提升機快速換繩方法［J］.煤礦機電，2007，（3）：76－77.

［5］ 岳芹.龐莊礦張小樓新副井提升繩更換施工工藝［J］.能源技術與管理，2008，（4）：104，125.

［6］ 楊文淵.起重吊裝技術手冊［M］.北京：人民交通出版社，1981.

The Practical Application of an Efficient Way to Improve the Replacement of the Old Steel Wire Ropes

TANG Huai－yong
（Engineering Department of Mechanical an d Electrical Installation，China Coal Construction（group）Cooperation Ltd.，Suzhou Anhui234001）

In recent years，with the rapid increase of the colliery output，the diameter of the pulling ropes becomes more and more enlarged.In addition，during the course of head ropes replacement，the given time is limited，and generally during the time of the entire colliery overhaul.And in the meanwhile，this project has the features of long working time，a large member of workers，great labor intensity，etc.So，it＇s very essential to create a more economical，practical，efficient and easier way to replace the ropes.This is an urgent task that should be paid more attention，related to the collieries＇safe production.This paper produce a new rope－replacing method used in the multi－rope pulling machines in the Subsidiary of Qian Yingzi Collieries，Wanbei Coal－electricity group Co.Ltd.

multi－rope pulling machines；pulling ropes；replacement；construction preparation；construction procedure

TD532

B

1671－4733（2012）01－0009－04

10.3969/j.issn.1671－4733.2012.01.003

2012－01－05

唐懷勇（1986－），男，安徽濉溪人，助理工程師，從事機電安裝工程工作，電話：13966153983。